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用于人工光合作用的智能手機(jī)屏幕和催化劑——例如從陽(yáng)光中生產(chǎn)燃料——通常含有非常稀有的金屬。例如，用于有機(jī)發(fā)光二極管 (OLED) 的銥比金或鉑稀有。用于太陽(yáng)能電池的釕也是最稀有的穩(wěn)定元素之一。這些金屬不僅由于稀缺而非常昂貴，而且在許多化合物中也有毒。

現(xiàn)在，由來(lái)自巴塞爾大學(xué)的 Oliver Wenger 教授和他的博士生 Patrick Herr 領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)首次成功地生產(chǎn)出發(fā)光的錳化合物，其暴露于光會(huì)引起與釕或銥化合物相同的反應(yīng)。

與貴金屬化合物相比，光能的吸收通常會(huì)導(dǎo)致由廉價(jià)金屬制成的配合物發(fā)生更大的變形。結(jié)果，化合物開(kāi)始振動(dòng)并且大部分吸收的光能丟失。研究人員能夠通過(guò)將特制的分子成分加入化合物中來(lái)抑制這些扭曲和振動(dòng)，從而迫使錳進(jìn)入剛性環(huán)境。這種設(shè)計(jì)原理還增加了所得化合物的穩(wěn)定性及其對(duì)分解過(guò)程的抵抗力。

使用錳的優(yōu)勢(shì)在于，不僅毒性比銥更低，且錳在地殼中的含量是銥的90萬(wàn)倍，因此價(jià)格要便宜很多倍。

Wenger說(shuō)，到目前為止，還沒(méi)有人成功地制造出含有錳的分子化合物，這種化合物可以在室溫下在溶液中發(fā)光并具有這些特殊的反應(yīng)特性。“Patrick Herr 和參與的博士后在這方面確實(shí)取得了突破——開(kāi)辟了貴金屬領(lǐng)域以外的新機(jī)遇。” 在未來(lái)的研究項(xiàng)目中，Wenger 和他的團(tuán)隊(duì)希望提高新型錳配合物的發(fā)光性能，并將它們固定在適合用于太陽(yáng)能電池的半導(dǎo)體材料上。其他可能的改進(jìn)包括錳配合物的水溶性變體，它們可能在用于治療癌癥的光動(dòng)力療法中替代釕或銥化合物。

研究結(jié)果已發(fā)表在《自然化學(xué)》雜志上。

原標(biāo)題：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)新型錳化合物 可使太陽(yáng)能電池更清潔